Both high-intensity interval training and low-intensity endurance training decrease intrahepatic lipid deposits via alterations of the expression of HIF-1?, HIG2 in a murine model of non alcoholic fatty liver disease (NAFLD) - 08/04/21

L’entraînement par intervalles à haute intensité et l’entraînement à l’endurance à faible intensité diminuent les dépôts lipidiques intrahépatiques via des altérations de l’expression de HIF-1?, HIG2 dans un modèle murin de stéatose non-alcoolique du foie

Doi : 10.1016/j.scispo.2020.01.006

M. Hossein Bagheri ^a, A. Azamian-Jazi ^a, E. Banitalebi ^a, F. Kazeminasab ^b,^⁎ , M. Hossein Nasr-Esfahani ^c
^a Department of Sport Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
^b Department of Physical Education and Sport Sciences, Faculty of Human Sciences, University of Kashan, Kashan, Iran
^c Department of Cellular Biotechnology, Cell Sciences Research Center, Royan Institute Biotechnology, ACECR, Isfahan, Iran

^⁎Corresponding author.

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Summary

Background and aims

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is known as a serious disease associated with malnutrition and overweight habits. The aim of this study was to investigate the effect of the eight-week high-intensity interval training (HIIT) and the low-intensity endurance training (ET) on the expression of HIF-1α, HIG2 and intrahepatic lipid content (IHL) in the rats suffering from non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD).

Methods

To this aim, forty Wistar rats were selected randomly and divided into four groups: NAFLD, NAFLD+HIIT (N+HIIT), NAFLD+ET (N+ET), and control groups. The protocol of the N+HIIT group consisted of high-intensity running separated with light running; the protocol of the N+ET group was matched with the whole ran distance of the N+HIIT group with a lower intensity. After eight weeks, a portion of the liver of each rat was excised and frozen in liquid nitrogen for assessment of HIF-1α, HIG2 mRNA levels, and IHL.

Results

The results showed that there was a significant difference between the groups in terms of the expression of HIF-1α (X²=16.42, P=0.001), HIG2 (X²=12.43, P=0.006) and IHL content (X²=32.84, P=0.001). Moreover, HIF-1α and HIG2 mRNA levels were found to be decreased in N+HIIT vs. NAFLD (P=0.024 and P=0.031) and N+ET vs. NAFLD (P=0.012 and P=0.012), respectively. There was no significant difference in the expression of HIF-1α and HIG2 between N+HIIT and N+ET groups (P=0.895 and P=0.453). There were also significant differences in terms of IHL between NAFLD and N+HIIT groups (P=0.001), and between NAFLD and N+ET groups (P=0.001). A significant difference was also observed in the IHL content between N+HIIT and N+ET groups (P=0.003).

Conclusion

Overall, it could be concluded that both N+HIIT and N+ET protocols reduced the content of liver fat, thereby decreasing fatty liver disease by reducing the expression of HIF-1α and HIG2 genes. It seems that the decrease of hypoxia and lipid droplet-associated with proteins in hepatocytes could lead to the improvement of fatty liver disease.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Arrière-plans et objectifs

La stéatose hépatique non alcoolique (SHNA)/(NAFLD) est connue comme une maladie grave associée à la malnutrition et aux habitudes de surpoids. Le but de cette étude était d’étudier l’effet de l’entraînement par intervalles de huit semaines à haute intensité (EIHI)/(HIIT) et l’entraînement à faible intensité en endurance (EE)/(ET) sur l’expression de HIF-lα, HIG2 et teneur en lipides intrahépatiques (TLI)/(IHL) chez les rats souffrant de stéatose hépatique non alcoolique (SHNA)/(NAFLD).

Méthodes

Dans ce but, quarante rats Wistar ont été sélectionnés au hasard et divisés en quatre groupes: NAFLD, NAFLD+HIIT (N+HIIT), NAFLD+ET (N+ET) et groupes témoins. Le protocole du groupe N+HIIT consistait en une course à haute intensité séparée avec une course légère, le protocole du groupe N+ET était apparié avec la distance parcourue totale du groupe N+HIIT avec une intensité plus faible. Après 8 semaines, une partie du foie de chaque rat a été excisée et congelée dans de l’azote liquide pour l’évaluation du HIF-1α, des niveaux d’ARNm de HIG2 et du IHL.

Résultats

Les résultats ont montré qu’il y avait une différence significative entre les groupes en termes d’expression de HIF-lα (X²=16,42, p=0,001), HIG2 (X²=12,43, p=0,006) et contenu en IHL (X²=32,84, p=0,001). De plus, les niveaux de HIF-lα et de HIG2 mRNA ont diminué respectivement dans N+HIIT vs NAFLD (p=0,024 et p=0,031) et N+ET vs NAFLD (p=0,012 et p=0,012) respectivement. Il n’y avait pas de différence significative dans l’expression de HIF-lα et HIG2 entre les groupes N+HIIT et N+ET (p=0,895 et p=0,453). Il y avait également des différences significatives en termes de IHL entre les groupes NAFLD et N+HIIT (p=0,001), et entre les groupes NAFLD et N+ET (p=0,001). Une différence significative a également été observée dans la teneur en DIH entre les groupes N+HIIT et N+ET (p=0,003).

Conclusion

Dans l’ensemble, on a pu conclure que les protocoles N+HIIT et N+ET ont réduit la teneur en graisse hépatique, diminuant ainsi la stéatose hépatique en réduisant l’expression des gènes HIF-lα et HIG2. Il semble que la diminution de l’hypoxie et des protems associés aux gouttelettes lipidiques dans les hépatocytes pourrait entraîner une amélioration de la stéatose hépatique.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Non-alcoholic fatty liver disease, High-intensity interval training (HIIT), Endurance training, HIF-1α, HIG2, IHL

Mots clés : Stéatose hépatique non alcoolique, Entraînement à haute intensité (HIIT), Entraînement d’endurance, HIF-lα, HIG2, IHL

Abbreviations : ACC, ACOX1, ACSL1, ALT, AMPK, ATGL, cDNA, chREBP, CPT1a, CPT2, CROT, CT, ET, FA, GAPDH, GH, HF, HIF-1α, HIG2, HIIT, Hilpda, HK, IHL, LD, LDAPs, LF, NAFLD, NASH, PFK, PK, PPARs, QPCR, PMOLml, R, SEM, SREBP-1C, TG, WAT